3 Определение типа производства

В связи с отсутствием норм времени в базовом технологическом процессе и невозможностью определения коэффициента закрепления операций тип производства предварительно определяем по годовому выпуску детали и их массе.

При годовом выпуске N=4000 штук и массе m_д=3,5 кг тип производства определяем в соответствии с рекомендациями.

В серийном производстве детали изготавливают партиями. Размер партии рассчитываем по формуле:

(3.1)

где - количество дней запаса деталей на складе, ;

– количество рабочих дней в году, дней.

По размеру партии устанавливаем, что производство будет среднесерийное. Окончательно тип производства будет уточнен после расчета норм времени.

4 Выбор метода получения заготовки

Заготовка вала в проектируемом варианте получается штамповкой на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП).

Этот метод обеспечивает высокую точность заготовок, минимальные припуски и высокую производительность.

Для расчетов припусков и определения предельных отклонений размеров заготовки определяем индекс заготовки по ГОСТ 7505-89.

Расчетная масса поковки:

(4.1)

где - масса детали;

- коэффициент, зависящий от способа поковки,

Размеры фигуры (цилиндра), описывающей поковку:

- диаметр

(4.2)

- длина

(4.3)

Масса фигуры, описывающей поковку:

Отношение расчетной массы поковки к массе фигуры:

Степень сложности – С1.

Группа металла – М2

Конфигурация поверхности разъема штампа – П (плоская).

По группе стали, классу точности и степени сложности определяем исходный индекс поковки – 8.

Рассчитываем стоимость заготовки по формуле[2]:

(4.5)

где - базовая стоимость одной тонны заготовок, ;

- масса заготовки, ;

- масса детали, ;

- стоимость одной тонны отходов, ;

- коэффициент, зависящий от класса точности, ;

- коэффициент, зависящий от степени сложности, ;

- коэффициент, зависящий от массы заготовки, ;

- коэффициент, зависящий от марки материала, ;

- коэффициент, зависящий от объема выпуска, .

Экономический эффект достигается за счет сокращения расхода метала:

, (4.6)

где - объём выпуска, шт.

.

Следовательно, заготовку вала целесообразнее получать штамповкой чем из проката, так как уменьшается материалоемкость и как, следствие, уменьшаются экономические затраты на 88,9 млн.р.

5 Расчет припусков на механическую обработку и определение межоперационных размеров

Рассчитаем припуски на обработку поверхности . Заготовка детали получена штамповкой на КГШП. Маршрут обработки поверхности

включает следующие операции:

- черновое точение;

- чистовое точение;

- шлифование.

Припуски рассчитываем по формуле,[3]:

(5.1)

где – высота микронеровностей, полученных на предыдущей операции;

– глубина дефектного слоя, полученного на предыдущей операции;

– пространственное отклонение, полученное на предыдущей операции;

- погрешность базирования.

Обработка вала на всех операциях ведется в центрах. Следовательно, погрешность установки в радиальном направлении равна нулю, т.е.=0.

Выписываем значения R_z и Т для всех операций:

- для заготовки

R_z = 150 мкм, Т = 250 мкм;

- для чернового точения

R_z = 50 мкм, Т = 50 мкм;

- для чистового точения

R_z= 30 мкм, Т = 30 мкм;

- для шлифования

R_z= 5 мкм, Т = 15 мкм.

Рассчитываем значение пространственного отклонения .

, (5.2)

где – допуск на смещение по поверхности разъема штампа, ;

– погрешность зацентровки;

– коробление детали.

Погрешность зацентровки при установке детали в центрах находится по формуле:

, (5.3)

где – допуск заготовки, мм.

мм.

Коробление детали:

_{, (5.4)}

где Δ_к – удельное коробление заготовки, мкм/мм;

l - расстояние от обрабатываемого сечения до ближайшей опоры, мм.

- для заготовки

- после черновой обработки

(5.5)

- после чистовой обработки

(5.6)

- после шлифования

(5.7)

Рассчитываем минимальные припуски на все операции техпроцесса.

1) под черновое точение

2) под чистовое точение

3) под шлифование

Для дальнейших расчетов составляем таблицу 5.

Таблица 5– Расчет припусков и предельных размеров по операциям на обработку поверхности

Наимено- вание операции	Элементы припуска, мкм			Припуск , мкм	Расчетный диаметр , мм	До- пуск мкм	Предельные размеры, мм		Предельные припуски,мкм
1	2	3	4	5	6	7	8	8	10	11
Заготовка	150	150	860	-	58	1600	58	59,6		-
Точение черновое	50	50	52	2	55,473	250	55,473	55,723	2527	3877
Точение чистовое	30	30	34	2	55,169	62	55,169	55,231	304	492
Шлифование	5	15	17	2	54,981	19	54,981	55	188	231
Итого									3019	4600

Графа в таблице 3.6 «Расчетный диаметр» (d_Р) заполняется, начиная с конечного размера, путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Для чистового точения

для чернового точения

для заготовки

Значения допусков для каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Для заготовки: _з = 1600 мкм; для чернового точения (по 12 квалитету точности):₁ = 250 мкм; для чистового точения (по 9 квалитету точности): ₂ = 62 мкм; для шлифования: ₃= 19 мкм.

Предельный размер (d_min) получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода.

Предельный размер (d_max) вычисляем прибавлениемдопуска к округленному наименьшему предельному размеру.

Тогда наименьший диаметр при шлифовании:

- при чистовом точении

- при черновом точении

- для заготовки

Предельные значения припусков определяем как разность наибольших предельных размеров и - как разность наименьших предельных размеров предшествующего и выполняемого переходов:

максимальный припуск

; (5.8)

минимальный припуск

. (5.9)

Для шлифования

мм;

мм.

для чистового точения

мм;

мм;

для чернового точения

мм;

мм;

Определяем общие припуски.

км,

мкм.

Общий номинальный припуск определяем по формуле

, (5.10)

где – нижние отклонения диаметра заготовки;

- допуск на деталь.

.

Номинальный диаметр заготовки определяем по формуле

, (5.11)

где – номинальный диаметр детали.

Производим проверку правильности выполненных расчетов:

Следовательно, расчеты припусков выполнены правильно.

Графическая схема расположения припусков и допусков на обработку поверхности представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности вала

Рассчитаем припуски на обработку поверхности . Заготовка детали получена штамповкой на КГШП. Маршрут обработки поверхности состоит из:

фрезерно-центровальная операции.

Припуски рассчитываем по формуле,[3]:

(5.12)

Выписываем значения R_z и Т для всех операций:

- для заготовки

R_z = 150 мкм, Т = 250 мкм;

- для фрезерно-центровальной операции

R_z = 5 мкм, Т = 15 мкм.

Рассчитываем пространственное отклонение :

- для заготовки

_{, (5.13)}

где ∆_к – удельное коробление заготовки;

L – длина обрабатываемой поверхности

_.

Остаточное пространственное отклонение определяется по формуле

, (5.14)

где К_у – коэффициент уточнения формы.

После фрезерования торцев

_.

Рассчитываем припуски на фрезерование торцев.

Для дальнейших расчетов составляем таблицу 6.

Таблица 6 – Расчет припусков и предельных размеров по операциям на обработку поверхности

Наимено- вание операции	Элементы припуска, мкм			Припуск , мкм	Расчетный размер , мм	До- пуск мкм	Предельные размеры, мм		Предельные припуски, мм
1	2	3	4	5	6	7	8	8	10	11
Заготовка	150	250	159,6	-	228	2000	228	230	5	-
Фрезерно-центровальная	5	15	19,15	2	226,85	1150	226,85	228	1150	2000

Графа «Расчетный размер» в таблице 6 (l_Р) заполняется, начиная с конечного размера, путем последовательного прибавления расчетного минимального припуска каждого технологического перехода.

Для заготовки:

Значения допусков для каждого перехода принимаем по таблицам в соответствии с квалитетом того или иного вида обработки.

Для заготовки: _з = 2000 мкм; для фрезерно-центровальной операции: ₁ = 500 мкм.

Предельный размер (l_min) получается по расчетным размерам, округленным до точности допуска соответствующего перехода.

Предельный размер (l_max) вычисляем прибавлением допуска к округленному наименьшему предельному размеру.

Тогда наименьший размер при фрезерно-центровальной операции

- для заготовки

Предельные значения припусков определяем по формулам(5.8, 5.9):

под фрезерование торцев

мм;

мм.

Общий номинальный припуск определяем по формуле 5.10

.

Номинальный размер заготовки определяем по формуле

, (5.14)

где – номинальный размер детали.

Производим проверку правильности выполненных расчетов

Следовательно, расчеты припусков выполнены правильно.

Графическая схема расположения припусков и допусков на обработку поверхности представлена на рисунке 3

Рисунок 3 - Схема графического расположения припусков и допусков на обработку поверхности вала

На остальные поверхности припуски и предельные отклонения назначаем по ГОСТ 7505-89 и результаты сводим в таблицу 7.

Таблица 7 –Припуски и допуски на обрабатываемые поверхности валапо ГОСТ 7505-89

Размер детали	Припуск		Предельные отклонения
	табличный	расчетный
55	-
64	2∙1	-
228	-
10	2∙0,9	-